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機電工程師論文(精品范文8篇)
添加時間:2019-08-08

  機電工程師評審要求機電本科專業以上,從事5年以上相關工作,并在專業刊物上發表1-3篇學術論文,論文主要涉及機械電氣設計管理、機電設備的安裝調試等,為了方便大家評職稱發表論文,本文整理了8篇優秀機電工程師論文供參考!

機電工程師論文(精品范文8篇)之第一篇:重型裝備研發現狀及MBD技術的應用

  摘要:探討了重型裝備企業的傳統研發模式存在的問題, 提出了全面采用MBD技術在重型裝備研發流程中的構想, 并給出了基于MBD技術的研發體系框架, 為重型裝備企業開展數字化制造和研發提出了新思路。

  關鍵詞:PDM; 研發體系框架; MBD; 企業信息化; 數字化制造;

Application of Model Based Definition Technique in the Research and Development Process of Heavy Equipments

  Abstract:The existing issues of conventional research and development modes in heavy equipment enterprises have been discussed, comprehensive application of Model Based Definition ( MBD) technique in the research and development process of heavy equipment has been put forward, furthermore the research and development system framework based on MBD has been brought up, which provided a new concept for digital manufacturing and development in heavy equipment enterprises.

  Keyword:PDM; research and development system framework; MBD; enterprise informatization; digital manufacturing;

  1、重型裝備的行業分析

  重型裝備制造企業屬于單件小批量離散機械制造業。其產品主要特點有:

  (1) 產品的個性化非常強,通常是按照用戶合同需求,采用項目管理的理念和方法,進行單獨設計并組織生產。

  (2) 對于單臺設備,產品沒有成熟定型的階段,都是邊研發,邊制造。

  (3) 重型裝備的產品結構非常復雜,零部件種類繁多,BOM層級很多 (7~8級) .

  (4) 為了縮短產品交貨周期,企業通常按照并行工程的方式進行設計并生產。

  (5) 產品制造周期長,占用資金大,項目報價準確,項目預算及控制對項目的利潤影響很大。

  2、重型裝備研發現狀及面臨的挑戰

  2。1 重型裝備研發的傳統設計模式分析

  2.1.1 二維工程圖定義產品存在缺陷

  二維工程圖紙已經成為非常成熟的產品結構的表達手段。國內絕大多數的重型裝備企業在研發新產品時,都采用二維圖紙表達工程設計結構。二維工程圖紙是產品結構定義的主要形式 (其他信息有技術文檔和BOM表) 。在二維圖紙上詳細標注出產品的設計、制造、裝配等業務環節所需要的技術信息,并提供設計生產整個流程的企業運作。這些文件的產生流程是:

  (1) 設計人員通過二維CAD系統,繪制二維工程圖 (含零件圖,裝配圖) ,并且編制BOM文件。

  (2) 工藝部門根據二維工程圖與BOM文件,在CAPP系統中,使用word等工具編制生成工藝規程和作業指導書。

  由于二維工程圖紙是靠著各個視圖定義的,表達產品的復雜結構,不能很好地體現復雜產品的設計理念,而且不符合人類思維模式的表達,造成從設計到制造整個流程中,在各個環節出現“二次”理解的過程,不僅降低了工作效率,而且容易產生理解上的歧義,影響工程質量。

  因此,二維工程圖紙必須結合其他諸多技術文件 (產品明細表BOM、技術要領書、技術要求、采購說明等) 一起,才能組成完整的產品定義信息。因此造成同一份數據 (管理數據) 會出現在多處,容易造成數據的不一致和矛盾,從而造成產品數據管理上的混亂。

  2。1。2 文檔管理冗雜

  目前,大多數重型裝備企業的設計人員在繪制二維工程圖時,一般采用兩種方式。一種方式為直接使用二維CAD進行工程圖設計,并輸出圖紙文件;第二種方式為在三維設計軟件中,通過三維模型投影生成平面圖紙文件,最后在二維工程圖平臺中進行詳細設計輸出圖紙文件,多種形式并存的現狀使企業文檔管理趨于復雜化。

  利用二維工程圖平臺產生二維工程圖的二維圖紙與利用三維設計軟件平臺產生的文件不能相互識別。造成二維與三維信息不能關聯,一個更改而另一個并沒有動態更新,需要人工進行更改,造成設計人員工作量增加,更嚴重的問題是二維和三維數據的脫節使信息管理混亂,容易產生誤解,導致最終產品的生產延期抑或產品的質量問題等。

  2。1。3 協同管理流程管理脫節

  二維設計平臺和三維設計平臺都有其相應的流程管理及制度規定。然而,目前在重型裝備企業,往往不注重這一環節,雖然引進了三維CAD,卻沒有相應建立新的制度體系,依然將企業原有基于二維CAD平臺的流程制度在三維CAD的平臺上套用。但是工藝過程并沒有與設計部門接軌,這種情況造成了工藝信息無法進入數字化管理系統,從而使企業數據不能自由流通。另外,下游工藝部門的信息也不能有效地對上游設計端進行反饋,設計部門不能根據工藝反饋進一步改進和優化設計。

  設計和工藝的脫節造成設計信息傳達不完整,重點表現在EBOM和MBOM的轉換過程中。由現狀可知,由于EBOM的龐大使得工藝人員通過文件模板將EBOM轉換為MBOM,但在該轉換過程中,各種工裝、設備、工具、量具等輔料信息并沒有進入MBOM中,造成企業在自身資源上難以及時統計和管理。

  2.1.4 紙質文檔管理成本

  重型裝備企業內部普遍仍以紙質文件進行文檔存檔、文檔信息傳遞、文檔信息反饋等企業管理。企業零部件數量龐大,工藝裝配過程復雜,工藝流程繁多,質檢要求嚴格,工藝部門以及相關檢驗部門等需要打印大量說明文檔進行生產操作。其中需要打印的主要有技術工程圖、作業指導書、質量檢測指導書等。文字輔以圖片的形式并不能簡明直觀地對操作方法進行闡述,文字量大,使紙質消耗量大,企業成本增加。另外,紙質文檔的說明文字量大,作業人員需要花較多的時間閱讀理解作業指導書的內容,生產作業效率低。

  雖然目前很多重型裝備企業在實施數字化管理過程中,在車間逐步設置了電子顯示終端機。但是工藝和生產現場目前還未納入統一的PLM作業管理系統中。一方面工藝信息不能通過軟件工具接口上傳至PLM系統。另外也沒有軟件工具接口,通過PLM管理平臺數字化的傳送,將工藝信息傳到終端機,以實現工藝無紙化。

重裝設備

  2.2 三維模型庫及三維軟件應用

  2.2.1 三維模型庫

  由于當前公認的標準為二維技術圖紙,而三維尚沒有形成統一的標準,使外購部件多為二維圖紙,企業要實現三維數字化的深入發展必須將外購件的二維技術文檔轉化為三維技術文檔。

  重型裝備的系列化發展是基于已有設計經驗進行改進革新,形成了企業穩定的模型庫和設計知識庫,而這種積累同樣以二維圖紙的形式進行存檔,重型裝備企業要實施三維數字化,必須將全部設計經驗庫進行轉變,并且要全部采用三維數字化形式,需要企業調用大量人力物力進行。

  要實現模型庫統一的三維數字化,困難在于三維標準的缺失。三維標準化未統一,造成難以利用三維進行信息溝通。三維標準定義不一會造成供應商在與企業進行技術溝通時難以順暢地進行技術信息交流與修正,同時在采購時,企業給供應商提供的技術要求同樣難以用統一的三維模型文檔進行定義,即使定義的技術信息完整,外部供應商也難以準確把握該三維模型中所包含的技術信息,另外不同企業部署的三維數字化平臺各異,使三維數字化定義在跨企業間很難操作。

  2.2.2 三維軟件應用水平評估

  參照國內外三維軟件應用水平4級評估標準進行評估,國內重型裝備研發過程中使用三維軟件的水平普遍處于較低的水平。具體表現在:

  (1) 各企業在技術文件的管控上都針對最終的二維工程圖紙及產品零部件BOM表,將三維軟件當成二維工程圖紙的生成建模工具,產生的三維模型沒有進入企業的技術資料管理體系,也沒有建立版本管理體系,因此根本無法保證三維模型的有效性和準確性。

  (2) 在研發過程中,CAE軟件的主要作用僅僅是作為驗證設計的工具使用,沒有與設計過程無縫融合,形成仿真驅動設計,設計滿足仿真的閉環。在業務模式上,基本上都是仿真輔助或者驗證設計,離仿真主導設計、優化設計還有很大距離。

 

  (3) 產品模型、分析等數據均由技術人員自己保存,缺乏系統性的三維設計數據及設計過程的管理平臺,缺乏基于三維的設計標準及管理方法,缺乏基礎庫等。CADCAECAM各階段專業業務都相對獨立,使業務過程與產品數據都缺乏銜接與約束,且沒有完整的產品數字化定義。在使用三維模型時,以上各業務環節均需各自獨立完成三維建模。

  利用三維模型投影,將復雜模型工程圖生成的工程視圖文件轉化為二維工程圖文件進行詳細的工程圖制定。

  在管理上,三維數字化主要表現在查看模型上。在管理流程中以二維工程圖為審批依據,而三維模型僅僅以一個較二維工程圖直觀的表現手法存在。

  在應用上,三維數字化的應用主要在于評估裝配的可行性、有無裝配干涉、虛擬測量等。

  在工藝端,則完全脫離三維設計,而完全以二維圖紙進行制造工藝路線的制定。

  在車間施工端,同樣也完全脫離了三維模型,以紙質作業指導書為依據進行現場工藝制造。

  從以上現狀可知,企業的三維輔助與工藝生產制造脫離,還體現在三維應用的程度比較有限。

  3、基于MBD技術的重型裝備的研發

  3.1 MBD技術概述

  20世紀末,波音公司提出了基于模型定義Model Based Definition的工程產品描述技術 (簡稱為MBD) ,MBD技術的出現,徹底突破了數百年來工程師的產品設計體系,改變了那種將產品定義數據分散在各種零散技術資料 (包括二維工程圖紙、BOM清單、工藝文件等技術文件) 的形式,從而形成將產品的結構定義描述數據、工藝加工、裝配數據 (包含NC代碼) 、技術屬性和管理屬性、檢驗數據等信息都以鏈接的方式保存在產品的三維數字化模型中的一種先進的產品數字化定義方法。

  MBD技術的出現,從工具和思維層面上徹底改變了傳統產品研發體系中,要么獨自構思二維多視圖;要么先制作三維數字模型,然后采用投影方式生成二維工程圖,再在二維工程圖紙上標注幾何尺寸、形位公差和工藝加工信息的產品數字化定義方法。

  使集各種信息為一體的三維MBD模型作為企業生產過程中的單一數據源,徹底改變了以往二維工程圖紙為最終介質,三維模型僅為中間產物的研發體系。基本的MBD數據要求見圖1。

  3.2 實施MBD技術的必要性

  發達國家和地區以及國內先進行 (企) 業已開始步入以產品數字化、應用互聯網化為特點的制造業與信息技術全面綜合集成,以互聯網、大數據、云計算為核心的信息技術與傳統工業加工制造技術深度融合發展 (簡稱為兩化融合) 的信息化建設新階段。

基本的MBD數據要求

圖1 基本的MBD數據要求

  以三維模型為核心的協同設計、工藝、制造過程技術已經發展到了很高的水平,基于三維模型的數字化研發平臺得到廣泛推廣和應用。

  在航空航天和汽車領域已經基本實現了全三維數字化樣機的工程實踐,在其制造轉型過程中發揮了重大作用。隨著全球制造業轉型大潮的襲來,基于三維模型的數字化研發平臺已經成為企業信息化建設的熱點和要點。

  基于MBD技術的研發平臺是智能化生產體系的核心支撐系統和數據來源。國內重型裝備制造企業經過多年的企業信息化建設,已經建成了以PDM (管理二維CAD) 、ERP、MES系統。但這些企業由于技術條件的限制,所建設的信息系統對三維設計的管理無法提供全面深入的支持,也無法滿足現在全面開展智能制造和數字化車間建設對產品數據的要求。

  建設基于MBD技術的研發平臺是重型裝備制造企業推進數字化制造,進而升級成為智能化生產的需要。由于二維圖紙的機器不可識別性是阻礙數字化、智能化車間企業建設的關鍵瓶頸和問題。基于三維模型的MBD技術能徹底解決機器不可識別產品設計信息這個問題。三維模型將作為數字化、智能化車間企業運行的核心基礎數據之一。

  建設基于MBD技術的研發平臺是提升重型裝備制造企業研發水平、制造能力和產品質量,降低研發成本的需要。

  3.3 MBD技術的應用架構

  重型裝備的生產制造過程,實質上可以看成是對其生產的產品進行全面digital定義 (數字化定義) .從上游的設計和工藝等部門向下游的生產和銷售等部門按需要進行各種數據傳遞,最終完成加工和裝配的產品可以看作是數字化定義產品的物理實體產物,而這正是形成數字雙胞胎的基礎數據。

  基于MBD技術在重型裝備研發領域的解決方案見圖2:

基于MBD技術在重型裝備研發領域的解決方案

圖2 基于MBD技術在重型裝備研發領域的解決方案

  整個解決方案的核心是支持管理三維模型的PLM系統,在PLM系統的統一協同管理下,在各種三維軟件 (CAD、CAE、CAM、CAPP) 的使用規范、產品結構設計、機加工工藝、焊接工藝、鑄鍛工藝、裝配工藝的技術標準和知識庫的基礎上,開展基于三維MBD模型的數字化定義,讓MBD模型所附帶的幾何模型、制造數據、BOM等數據能夠全部貫穿于設計、工藝、制造和售后等業務全過程。

  由于重型裝備行業的特點,其使用PDM系統管理的BOM結構相對于其他行業使用的PDM也有自身特殊的要求。

  作為產品數據組織核心的物料需要將設計數據和工藝數據組織起來;產品結構BOM、制造BOM和裝配BOM上節點采取引用的方式指向基礎物料;制造BOM是在編制工藝的過程中自然產生的 (不需要或很少需要用戶后期安排專人編制維護制造BOM) ;物料模型通過裝配關系形成面向具體合同的單一確定結構,系統通過合同代號形成的結構展示零件明細;工藝路線作為制造BOM的邏輯視圖體現;支持產品定義數據多語言版本并存管理。

  在PLM系統支持下,研發人員使用三維CAD、數字化仿真CAE和三維CAPP軟件協同工作,完成產品的MBD建模。

  按照數字化樣機技術規范,根據產品性質,在設計階段規劃數字化樣機技術的應用深度,在單一數據源性數據條件下,實現各類樣機的分類及可視化的表現形式,并根據特殊應用場景如大型裝配、系統級仿真模型進行簡化或輕量化。

  采用自頂向下設計模式,解決在二維環境下自底向上模式下從局部到總體的缺陷,特別是解決各設備組件間整體的數據關聯約束問題,功能模塊劃分的完整性及直觀性問題,可實現設計數據從方案設計、技術設計、詳細設計展開過程中的繼承關系。

  重型成套裝備研發的產品涉及到機械、流體、電氣、控制軟件等多個系統仿真。具體包括了系統運動學、動力學仿真分析、熱力耦合分析和多物理場分析,通過成套設備的機、電、液聯合仿真實現設備運行狀態預測與可靠性評估。

  工藝設計人員可以在PLM平臺的支持下,無縫直接利用設計產生的MBD模型,進行結構化機械加工、熱工藝和裝配工藝設計,關聯產品、資源和工廠數據實現整個技術研發階段的深度數據集成。

  4、結語

  實施MBD技術后,對重型裝備產品的研發將是革命性的變革。使用MBD模式將可以貫通從結構設計、加工工藝設計到生產制造全過程。企業生產的產品可以在MBD技術的支持下,真正實現單一數據源的管理。同時,作為唯一的產品定義數據集,實現了對重型裝備產品各種特征描述的所有定義內容以結構化的形式傳遞,提高了各業務環節的協同程度,使設計、制造一體化的實現成為可能,從而帶動整個重型裝備制造業生產模式的變革。

機電工程師論文(精品范文8篇)之第二篇:建筑工程機電設備的安裝問題與管理策略

  摘要:本文就對建筑過程中詳細的安裝技術做出分析, 為安裝人員和工程建設提供幫助。

  關鍵詞:建筑; 機電; 安裝;

Installation Technology Analysis of Mechatronics Equipment in Construction Engineering

  Abstract:In this paper, the detailed installation technology in the construction process is analyzed to provide help for installation personnel and engineering construction.

  Keyword:Construction; Electromechanical; Installation;

  1、機電一體化的特征

  1.1 機電一體化概述

  機電一體化從名稱上就可以判斷出它是將機械與電子產品相結合的產物,將機械的功能通過科學手段轉化到電子設備上,使人在電子設備上得以控制整體的機械設備,提高效率,減少人力的浪費,以往可能一臺機械設備需要一個人來完成,十臺就需要十個人;機電一體化的實施,可以輕松有效地讓十臺機械設備通過一臺電腦操作,人力也由十個人降低一個人,并且不用再跑來跑去調試機械,坐著就可以掌握全局。就機電一體化的技術而言,它運用到計算機、傳感器、接口端、機械、電子等技術,把它們合成一體,根據,每一項所占比例,合理分配需求,進而實現了高效率、高水平、高可控性。

  1.2 機電一體化與建筑工程的聯系

  科學技術的進步,導致建筑工程中用到的人員數量越來越少,與傳統的建筑項目不同的是,機械化設備在當前社會的建筑行業里占據頭號位置,從而變相的推動了建筑施工智能化的發展。雖然建筑行業已經大量引進了機電一體化設備,但就目前的形勢看來,建筑工程機電一體化仍處于發展前期,所以推動機電一體化進入建筑產業,則能促使該行業的健康發展,提升了建筑行業的技術水準,保證建筑的質量。綜上可以看到,機電一體化與建筑行業是一種相輔相成的辯證關系,相互推動,相互促進,相互發展[1]。

  1.3 機電一體化對建筑工程的必要性

  由于我國特定的歷史環境,經濟水平的發展遠遠落后于西方國家,所以機電一體化的實施相較歐美發達國家起步要緩慢很多。機電一體化則是“機械的機械”,機械提高了人員操作的效率,機電一體化提高了機械的效率。因為機械設備單體操作結構復雜,流程繁多,由人力進行操控,精確度不高,所以由機電一體化掌控機械設備,安全高效,簡單可控,可以有效地促進中國建筑行業的發展。

  2、建筑工程機電一體化設備安裝

  2。1 電氣設備的布局

  在電氣設備的的布局過程中,首先需要注意的是導線的問題,因為導線和導線之間有很大的差異,材料等硬件的不同決定了導線相對應的線路安裝也不同。例如,濕度通信等線路所用到的導線通常是專制的,如果與常規導線混淆,就會對后續的建筑作業產生危害;還有一些線路需要進行分槽分管架設等手段,比如電源線、信號線路等。另外,有關電子信號設備,如計算機,控制器等,需要嚴格完成接地工作,防止信號的接受不良,干擾后續施工過程中具體操作精度[2].

  2.2 一體化設備安裝位置把控

  機電一體化設備的位置一定要安裝在便于操作的地方,這是基礎,其次,按照產品的規定,對于溫度濕度等安裝要求要嚴格執行,禁止私自更換位置,否則后續所產生的的影響將直接危及整個建筑工程。同時,也禁止將溫度、空氣質量、濕度等檢測儀安裝到出風口位置,避免發生測量有誤的情況。

機電一體化設備調試

  3、建筑工程機電一體化設備安裝存在的問題

  3.1 噪音問題

  機電設備多是大型機械,其安裝過程會產生噪音,如果建筑場地是在人群密集處,在安裝過程中產生的巨大噪音會對當地居民造成煩擾。但是通常而言,如果安裝時按照正確的流程來操作,就可以最大程度避免噪音的產生,但是如果流程出錯,強烈的摩擦就會爆發出駭人的噪音。所以避免噪音的產生很簡單,就是按照機電設備的正常安裝程序進行安裝,從而降低噪音,保證居民正常生活不受影響。

  3.2 火災問題

  在機電設備中,運作的核心是電流,而電流處理不當就會引發火災危害。例如,線路的安裝如果不規范或者已安裝完成的機電設備沒有做好定期檢查工作,出現電路老化等問題就極其容易引發火災。另外還有惡劣天氣下的防護工作同樣不可馬虎,一旦出現電路燃燒,甚至爆炸,就會引發火災,只要火災在建筑工地蔓延,其后果不堪設想。

  3.3 接口松動問題

  人員在巡檢的過程中馬虎大意,檢查不仔細,由于電路電線是極容易出問題的物品,接口端更為重要,如果螺絲松動沒有檢查到,長時間下去就可能出現脫落,最后短路,輕則燒壞機電設備,給公司造成巨大經濟損失;重則有人員觸電的危害,危及人的生命健康安全[4].

  4、建機建筑電一體化設備的安裝管理

  4。1 圖紙管理

  工程師所設計出的圖紙是整個建筑施工的前提,對整體的建筑施工有著領頭羊的作用,對于施工工作者來說,一切準備好之后只需要按照圖紙完成生產,就好像組裝零件所用到的說明書,按照步驟就能組裝成物品;建筑行業按照圖紙就能組裝成建筑。而一張好的說明書可以快速高效組成質量優異的物品,好的圖紙則能建設出一流的建筑。所以,對于機電一體化來說,圖紙的合理性以及完整性就能在最大程度上保證機電設備的安裝正常運行。

  4.2 有效的組織

  組織是團隊建設最根本的核心所在,建筑需要團隊建設,團隊需要的的就是組織。組織可以使團隊成員擁有明確的目的性,專注的意志以及執行力。執行力做好建筑產業的關鍵動力,保證了上層信息的及時傳達,有效解決人員的動力方面的不足,減緩了內部矛盾,降低了每個人之間看待問題的分歧。

  4.3 責任管理

  提到責任就有必要說到合同。按照人類的特性,約束力是人的一生不可缺少的一部分,沒有規矩不成方圓,何況建筑機電一體化安裝是如此精密嚴格的一件事,出了岔子不是某個人就可以承擔的。所以,為了使施工人員提高自覺性和警惕性,合同的約束就必不可少,簽訂了責任,人員雜施工時才能更加仔細,安裝過程減少出錯的可能。

  4.4 獎罰制度

  在機電安裝過程中,也可以加入常見的獎罰制度,比如安裝完成5條電源線,并且由專人檢查安裝無誤后進行獎勵,反之,如果檢查出了問題,視問題大小,進行相應懲罰。這樣一來,施工人員在完成施工時就能更有責任心。

  5、結語

  機電一體化可以對建筑工程的整體結構進行優化,在應用的過程中,能夠有效地提高效率,減少人力使用,節約企業薪資,建造出的建筑質量也相對較高,為企業贏得聲譽。有了這一系列好處,所以機電一體化在安裝的過程就更加不能大意,如果安裝得當,帶來的收益不可限量;但安裝錯誤,產生的危害也會觸目驚心。只有運用正確的技術手段加以管控和安裝指導,才能為設備運行提供優質的基礎。

  參考文獻

  [1] 周擁軍。建筑工程機電一體化設備安裝技術分析[J].設備管理與維修, 2019 (10) :157-158.
  [2] 唐迎華。建筑工程機電一體化設備的安裝及電動機調試技術分析[J].山東工業技術, 2019 (03) :134.

 

機電工程師論文(精品范文8篇)
第一篇:重型裝備研發現狀及MBD技術的應用 第二篇:建筑工程機電設備的安裝問題與管理策略
第三篇:水利泵站機電設備的安裝和維護工作探析 第四篇:機電設備安裝技術現狀與優化策略
第五篇:煤礦機電一體化設備安裝管理探析 第六篇:可靠性管理在機電產品研發中的應用
第七篇:農機研制中機電液系統聯合仿真技術探析 第八篇:建筑機電安裝施工質量問題與解決措施

 

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